游戏编程精粹 7PDF电子书下载

第1章　通用编程 2

简介&Adam Lake，图形软件架构师，高级视觉计算（AVC）小组，英特尔 2

1.1　使用年龄和成本指标的高效率缓存替换&Colt"MainRoach"McAnlis，微软Ensemble工作室 3

1.1.1　概述 3

1.1.2　缓存替换算法 4

1.1.3　年龄和成本指标 5

1.1.4　结论 9

1.1.5　致谢 10

1.1.6　参考文献 10

1.2　高性能堆分配器&Dimitar Lazarov,Luxoflux 11

1.2.1 简介 11

1.2.2　相关工作 11

1.2.3　我们的解决方案 12

1.2.4　参考文献 18

1.3　用网络摄像头玩的视频游戏的光流&Arnau Ramisa,Institut d'Investigació en Intelligència Artificial Enric Vergara,GeoVirtual Enric Marti,Universitat Autónoma de Barcelona 19

1.3.1　简介 19

1.3.2　OpenCV代码 20

1.3.3　第一种方法：图像差异 21

1.3.4　第二种方法：运动历史 21

1.3.5　第三种方法：Lueas-Kanade算法 22

1.3.6　光流游戏 23

1.3.7　参考文献 25

1.4　一个多平台线程引擎的设计与实现&Michael Ramsey 26

1.4.1 一个实用线程架构的系统设计 26

1.4.2　线程 28

1.4.3　线程分配策略 30

1.4.4　对象的线程 31

1.4.5　线程的安全性、重新进入、对象同步和数据访问 32

1.4.6　使用缓存线（或缓存的一致性） 32

1.4.7　如何使用GLRThreading库 32

1.4.8 结论 34

1.4.9　参考文献 34

1.5　给蜜蜂和游戏玩家：如何处理六边形贴片&Thomas Jahn.King Art J？rn Loviscach,Hochschule Bremen 35

1.5.1 简介 35

1.5.2　六边形贴片的利弊 35

1.5.3　掌握六边形网格 38

1.5.4　实现技巧 39

1.5.5　应用 40

1.5.6　结论 42

1.5.7　参考文献 42

1.6　服务于即时战略游戏的基于细胞多孔机器（Cellular Automaton）的线条主界面&Carlos A.Dietrich Luciana P.Nedel Jo？o L.D.Comba 43

1.6.1　关注上下文的控制等级 44

1.6.2　实现细节 45

1.6.3 结论 49

1.6.4　参考文献 49

1.7　第一人称射击游戏的脚步导航技术&Marcus Aurelius C.Farias Daniela G.Trevisan Luciana P.Nedel 50

1.7.1 介绍 50

1.7.2　用脚来导航 51

1.7.3　一个简单的游戏 55

1.7.4　玩家测试 56

1.7.5 结论 57

1.7.6　以后的工作 57

1.7.7　致谢 57

1.8　推迟函数调用的唤醒系统&Mark Jawad,Nintendo of America Inc 58

1.8.1 时间问题 58

1.8.2　案例分析 59

1.8.3 对函数调用分类 60

1.8.4　检视这个系统 60

1.8.5　结论 61

1.8.6　参考文献 61

1.9　多线程任务和依赖系统&Julien Hamaide 62

1.9.1 介绍 62

1.9.2　任务系统 63

1.9.3　依赖性管理器 66

1.9.4 后续的工作 68

1.9.5 结论 69

1.9.6　参考文献 70

1.10　高级调试技术&Martin Fleisz 71

1.10.1　程序崩溃 71

1.10.2 内存泄露 74

1.10.3　Windows错误汇报（WER） 75

1.10.4　框架 76

1.10.5 结论 77

1.10.6　参考文献 78

第2章　数学和物理 80

简介&Graham Rhodes,Applied Research Associates,Inc 80

2.1 随机数生成&Chris Lomont 82

2.1.1 背景：随机数生成 82

2.1.2 随机性测试 84

2.1.3 软件漂白 84

2.1.4 不加密随机数生成算法 85

2.1.5 加密RNG方法 89

2.1.6 创造随机数生成器的常见错误 90

2.1.7 代码 91

2.1.8 结论 91

2.1.9 参考文献 91

2.2　游戏中的快速通用光线查询&Jacco Bikker,IGAD/NHTV University of Applied Sciences—Breda,The Netherlands 93

2.2.1　光线追踪介绍 93

2.2.2　K维树概念和存储考虑 94

2.2.3　动态物体 101

2.2.4　示例程序 101

2.2.5 结论 102

2.2.6　参考文献 102

2.3　使用最远特性图的快速刚体碰撞检测&Rahul Sathe,Advanced Visual Computing,SSG,IntelCorp.Dillon sharlet,Univesity of Colorado at Boulder 103

2.3.1 背景 103

2.3.2　预处理 104

2.3.3　运行时查询 106

2.3.4　性能分析和结束语 107

2.3.5　致谢 107

2.3.6　参考文献 108

2.4　使用投影空间来提高几何计算精度&Krzysztof Kluczek,Gda'nsk University of Technology 109

2.4.1　投影空间 109

2.4.2　R2空间中的基本对象 110

2.4.3　RP2空间中的点和直线 110

2.4.4　在RP2空间中的基本运算 111

2.4.5　在RP2空间中使用整数坐标进行精确的几何运算 112

2.4.6　在RP2空间中几何运算的数值范围限制 112

2.4.7　RP2空间运算的例子程序 114

2.4.8　拓展到第三维 116

2.4.9　结论 117

2.4.10　参考文献 117

2.5　使用XenoCollide算法简化复杂的碰撞&Gary Snethen,Crystal Dynamics 118

2.5.1 介绍 118

2.5.2　用支撑映射来表示形体 119

2.5.3　使用闵可夫斯基（Minkowski）差异来简化碰撞检测 121

2.5.4　使用闵可夫斯基入口简化（Minkowski Portal Refinement,MPR）来检测碰撞 122

2.5.5　使用MPR算法得到相交信息 125

2.5.6　结论 126

2.5.7　致谢 126

2.5.8　参考文献 126

2.6　使用变换语义的高效碰撞检测&José Gilvan Rodrigues Maia,UFC Creto Augusto Vidal,UFC Joaquim Bento Cavalcante-Neto,UFC 128

2.6.1　仿射变换和游戏 128

2.6.2　从矩阵中抽取语义 129

2.6.3　在碰撞检测中使用变换语义 131

2.6.4　结论 134

2.6.5　参考文献 135

2.7　三角样条&Tony Barrera,Barrera Kristiansen AB Anders Hast,Creative Media Lab,University of G？vle Ewert Bengtsson,Centre For Image Analysis,Uppsala University 136

2.7.1　背景知识 136

2.7.2 讨论 139

2.7.3 结论 139

2.7.4　参考文献 140

2.8　使用高斯随机性来拟真发射轨迹的变化&Steve Rabin,Nintendo of America Inc 141

2.8.1 高斯分布 141

2.8.2　生成高斯随机性 142

2.8.3 其他应用 144

2.8.4　自然中的高斯分布 144

2.8.5　结论 144

2.8.6　参考文献 145

第3章　人工智能 147

简介&Brian Schwab 147

3.1　用行为克隆创建有趣的代理&John Harger Nathan Fabian 149

3.1.1 实例：The Demo Game 149

3.1.2　结论 154

3.1.3　参考文献 155

3.2　设计一种真实并且统一的代理感知模型&Steve Rabin,Nintendo of America Inc.Michael Delp,WXP Inc 156

3.2.1　基本视觉模型 156

3.2.2　基本听觉模型 157

3.2.3　用椭圆扩充视觉模型工具箱 158

3.2.4　用确定性模拟人类视觉 159

3.2.5　用确定性模拟人类听觉 161

3.2.6　统一的感知模型 162

3.2.7　为统一感知模型添加记忆 163

3.2.8　结论 163

3.2.9　参考文献 163

3.3　管理AI算法复杂度：泛型编程方法&Iskander Umarov Antoli Beliaev 165

3.3.1 介绍 165

3.3.2　行为选择工作流程 166

3.3.3　实现 172

3.3.4　结论 178

3.3.5　参考文献 178

3.4　有关态度的一切：为意见、声望和NPC个性构建单元&Michael F.Lynch,Ph.D.,Rensselaer Polytechnic Institute,Troy,NY 180

3.4.1　简介 180

3.4.2　态度 181

3.4.3　态度里有什么 182

3.4.4　复杂的态度对象 185

3.4.5　态度和行为 187

3.4.6　说服和影响 187

3.4.7　态度的社会交换 188

3.4.8　另一个例子 188

3.4.9　注意事项和结论 189

3.4.10　参考文献 190

3.5　用玩家追踪和交互玩家图来理解游戏AI&G.Michael Youngblood,UNC Charlotte Priyesh N.Dixit,UNC Charlotte 191

3.5.1 简介 191

3.5.2　信息的价值 192

3.5.3　交互玩家图 197

3.5.4　行为的更深理解 201

3.5.5　结论 201

3.5.6　参考文献 202

3.6　面向目标的计划合并&Michael Dawe 204

3.6.1 回顾面向目标的计划系统 204

3.6.2　用于面向目标计划的计划合并 205

3.6.3　结论 208

3.6.4　参考文献 208

3.7　超越A＊：IDA＊和边缘搜索&Robert Kirk Delisle 209

3.7.1　A＊和Dijkstra 210

3.7.2　迭代延伸A＊（IDA＊） 211

3.7.3　边缘搜索算法 212

3.7.4　结论 213

3.7.5　参考文献 213

第4章　音频 215

简介&Alexander Brandon 215

4.1　基于可编程图形硬件的音频信号处理&Mark France 216

4.1.1　GPGPU编程概述 216

4.1.2　音频效果 217

4.1.3 室内效果 218

4.1.4　结论 219

4.1.5　参考文献 219

4.2 多流——编写次世代音频引擎的艺术&Jason Page，索尼计算机娱乐公司欧洲分部 221

4.2.1　一切将如何开始 221

4.2.2　理解“次世代”音频 222

4.2.3　环绕声音 228

4.2.4　路由引导 231

4.2.5 结论 231

4.3 听仔细了，你应该不会再有机会听到这个了&Stephan Schütze 233

4.3.1　如何做到？采用不同的理念！ 233

4.3.2　前进，砰！ 234

4.3.3 旧的不去新的不来 236

4.3.4　称手利器 237

4.3.5　细节管理 238

4.3.6　为什么我们要再做一次 239

4.3.7　更进一步 239

4.3.8 结论 240

4.4　实时音频效果的运用&Ken Noland 241

4.4.1　声音系统的概览 242

4.4.2　声音缓存 243

4.4.3　分级缓存 244

4.4.4　效果和滤波器 245

4.4.5　压缩和流 246

4.4.6　结论 247

4.4.7　参考文献 247

4.5　上下文驱动，层叠混合&Robert Sparks 248

4.5.1　概述 248

4.5.2　实现 249

4.5.3　扩展实时调整的概念 252

4.5.4　效率 252

4.5.5　例子程序 253

4.5.6　结论 253

第5章　图形学 255

简介&Timothy E.Roden,Angelo State University 255

5.1 先进的粒子沉积&Jeremy Hayes，英特尔公司 256

5.1.1　为什么使用粒子 256

5.1.2　粒子沉积 256

5.1.3　改进粒子沉积 257

5.1.4　结论 263

5.1.5　参考文献 263

5.2　减少骨骼动画中的累积误差&Bill Budge，索尼娱乐美国分部 264

5.2.1　游戏动画系统的快速巡视 264

5.2.2　累积误差 265

5.2.3　结论 268

5.2.4　参考文献 268

5.3　粗糙材料漫反射光着色的另一个模型&Tony Barrera,Barrera Kristiansen AB Anders Hast，创造媒体实验室，University of G？vle Ewert Bengtsson，图像分析中心，Uppsala University 269

5.3.1　简介 269

5.3.2　平坦效果 270

5.3.3　后向散射 272

5.3.4　结论 273

5.3.5　参考文献 273

5.4　高效的细分表面&Chris Lomont 275

5.4.1　细分方案的介绍 275

5.4.2　Loop细分的特征和选项 276

5.4.3　细分数据结构 281

5.4.4　细分算法的细节 283

5.4.5　性能问题 286

5.4.6　结论 288

5.4.7　参考文献 288

5.5　用径向基函数纹理来替代动画浮雕&Vitor Fernando Pamplona,Instituto de Informática:UFRGS Manuel M.Oliveira,Instituto de Informática:UFRGS Luciana Porcher Nedel,Instituto de Informática:UFRGS 290

5.5.1 简介 290

5.5.2 图像扭曲 291

5.5.3　径向基函数 292

5.5.4　插值扭曲函数 292

5.5.5　使用着色器评估扭曲函数 293

5.5.6　动画浮雕贴图 294

5.5.7　动画浮雕替代 294

5.5.8 结果 296

5.5.9 结论 297

5.5.10　鸣谢 297

5.5.11　参考文献 297

5.6　SM1.1和更高版本上的裁剪贴图&Ben.Garney GarageGames 299

5.6.1　裁剪贴图的基本概念 299

5.6.2　裁剪贴图的实现 300

5.6.3　如果你想节约些时间 305

5.6.4　参考文献 306

5.7　一个先进的贴花系统&Joris Mans Dmitry Andreev 307

5.7.1　要求 307

5.7.2　正常的贴花方法 307

5.7.3　先进的贴花方法 307

5.7.4　这个先进贴花系统的优势 310

5.7.5　性能和实验结果 312

5.7.6　演示 314

5.7.7　结论 314

5.7.8　参考文献 315

5.8　室外地形渲染的大纹理映射&Antonio Seoane,Javier Taibo,Luis Hernández,and Alberto Jaspe VideaLAB,University of La Coru？a 316

5.8.1 简介 316

5.8.2　结构 317

5.8.3　更新缓存的内容 320

5.8.4　渲染问题 321

5.8.5　结果 323

5.8.6　结论 324

5.8.7　参考文献 324

5.9　基于艺术品的嫁接贴图渲染&Joshua A.Doss，先进的视觉计算，英特尔公司 325

5.9.1 资产 325

5.9.2　运行时 328

5.9.3 感谢 330

5.9.4　结论和未来的工作 330

5.9.5　参考文献 330

5.10　廉价的对话：动态实时口型同步（Lipsync）&Timothy E.Roden,Angelo State University 331

5.10.1 需求 331

5.10.2　一般过程 333

5.10.3 结论 336

5.10.4　参考文献 336

第6章　网络和多人游戏 338

简介&Diana Stelmack 338

6.1　游戏世界同步的高层抽象&Hyun-jik Baeb 339

6.1.1　HLA用法 340

6.1.2　游戏世界同步剖析 340

6.1.3　HLA组件 341

6.1.4　在HLA运行器中的视口 346

6.1.5　进一步讨论 348

6.1.6　结论 348

6.1.7　参考文献 348

6.2　网络游戏的身份验证&Jon Watte 350

6.2.1　介绍 350

6.2.2　游戏登录安全 350

6.2.3　保障游戏时安全 353

6.2.4　结论 354

6.2.5 参考文献 355

6.3　使用智能包嗅探器来调试游戏网络&David L.Koenig,The Whole Experience,Inc 357

6.3.1　智能包嗅探器概念 357

6.3.2　一个例子 357

6.3.3　传统调试技术的缺陷 358

6.3.4　实现 358

6.3.5　使用WinPcap库 359

6.3.6　降低安全风险 360

6.3.7　一个替代方案 361

6.3.8　例子程序 361

6.3.9　结论 361

6.3.10　参考文献 361

第7章　脚本和数据驱动系统 363

介绍&Scott Jacobs Tom Forsyth 363

7.1　Lua自动绑定系统&Julien Hamaide 364

7.1.1　介绍 364

7.1.2　特性 364

7.1.3 函数的绑定 365

7.1.4　在Lua里的面向对象 365

7.1.5　在Lua里绑定C＋＋对象 366

7.1.6　扩展绑定系统 371

7.1.7　结论 373

7.1.8　后续工作 374

7.1.9　例子 376

7.1.10　结论 376

7.1.11　参考文献 376

7.2 用内省（introspection）方式把C＋＋对象序列化到数据库中&Joris Mans 377

7.2.1　元数据（Metadata） 377

7.2.2　数组 378

7.2.3　序列化成文本 378

7.2.4　数据库系统 378

7.2.5 例子 390

7.2.6 问题和将来的改进 390

7.2.7 结论 391

7.2.8　参考文献 391

7.3　数据端口&Martin Linklater 392

7.3.1 概述 392

7.3.2　类型安全 394

7.3.3　引用计数 394

7.3.4　实践例子 394

7.3.5 问题 395

7.3.6　结论 396

7.4　支持你本地的美术家：为你的引擎增加shader&Curtiss Murphy;Alion Science and Technology 397

7.4.1 shader专用名词 397

7.4.2　程序、参数和管理器，哦我的老天！ 398

7.4.3　灵活性是关键 399

7.4.4　原型 400

7.4.5　shader参数 401

7.4.6　例子——飞艇目标 403

7.4.7 高级技术 405

7.4.8　后续工作 407

7.4.9 结论 407

7.4.10　参考文献 407

7.5　与蟒共舞　用好AST&邹光先 408

7.5.1　简介 408

7.5.2　背景 408

7.5.3　方案 409

7.5.4　结论 411

7.5.5　参考文献 411